CN209254177U - 一种水蒸气废气冷凝回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水蒸气废气冷凝回收装置，包括蓄热式冷凝器和回收槽，所述蓄热式冷凝器包括壳体、蓄热式板体、导流板和换热管，蓄热式板体设置于壳体的中间截面上，将壳体分隔成第一通道和第二通道，第一通道的一端设置进气管，为废气进口端，进气管的一端与第一通道内部连通，另一端与废气源连接，第一通道的另一端设置所述回收槽，为冷凝液出口端，第一通道的冷凝液出口端与回收槽之间通过冷凝液导管连接，所述第一通道的侧壁靠近冷凝液出口端的位置设置有气体出口；所述第一通道内设置有波浪状导流板，导流板的两端分别与壳体的废气进口端和冷凝液的出口端连接，且进气管与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间。

Description

一种水蒸气废气冷凝回收装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种水蒸气废气冷凝回收装置。

背景技术

大多数冶金、化工、石化等高能耗的企业，大量的阵发性水蒸气及水蒸气的混合气体排放非常多，大量的水资源和能源浪费，环境受到很大污染。由于是阵发性产生的气体，能量回收和环境污染治理难度非常大，连续稳定的生产装置实现困难。下面以2个行业实例加以说明：

焦化厂生产中，熄焦是焦炭生成过程中的重要环节之一。目前主要有干法熄焦和湿法熄焦两种熄焦方式。干法熄焦是指采用惰性气体将红焦降温冷却的一种熄焦方法，它具有回收焦炭显热、减少环境污染和提高焦炭质量三大优点。但由于其投资大，对于中小型独立焦化厂较难实施。而且，即使是大型冶金企业或焦化厂为了节约投资，其干熄焦检修期间的的备用设施仍采用湿法熄焦。因此，湿法熄焦因其具有工艺简单、投资省的优点而仍在使用。但是，由于湿法熄焦瞬间产生的大量蒸汽裹挟着污染物排放到大气中既浪费了大量水资源、热能，又污染环境，其应用受到越来越严格的环保政策制约，如不改进，只能淘汰。

为此，中国专利文献CN204779470U公开了一种熄焦蒸汽凝结水分离回收设备，以及回收熄焦蒸汽减少环境污染。但由于湿法熄焦瞬间产生大量的蒸汽，上述设备很难实现将其冷却冷凝回收。

锅炉生产中，锅炉中的除盐水连续蒸发产生水蒸气，由于除盐水的蒸发，大量的盐类积累在锅炉中，长此已久，锅炉管容易结垢，影响锅炉的使用寿命。因此，锅炉装置设立了连续排污和定期排污。连续排污热能易回收，定期排污瞬间产生大量的高温水蒸气，热能回收难度很大。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种水蒸气废气冷凝回收装置，该冷凝回收装置可以将现有技术中冶金、化工、锅炉等生产领域产生的大量阵发性水蒸气中的热量和水分进行冷凝回收，以解决这些阵发性废气中的热量和水分难以进行回收和处理，造成能量的浪费和环境污染的问题。

为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种水蒸气废气冷凝回收装置，包括蓄热式冷凝器和回收槽，所述蓄热式冷凝器包括壳体、蓄热式板体、导流板和换热管，蓄热式板体设置于壳体的中间截面上，将壳体分隔成第一通道和第二通道，第一通道的一端设置进气管，为废气进口端，进气管的一端与第一通道内部连通，另一端与废气源连接，第一通道的另一端设置所述回收槽，为冷凝液出口端，第一通道的冷凝液出口端与回收槽之间通过冷凝液导管连接，所述第一通道的侧壁靠近冷凝液出口端的位置设置有气体出口；

所述第一通道内设置有波浪状导流板，导流板的两端分别与壳体的废气进口端和冷凝液的出口端连接，且进气管与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间；

所述换热管设置于第二通道内，换热管的一端通过泵与冷水源连接，另一端与热水管道连接。

进气管与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间，水蒸气废气通入蓄热式冷凝器后，水蒸气废气在波浪状导流板与蓄热式板体之间流动，具有较高温度的水蒸气废气于蓄热式板体之间进行传热，水蒸气废气降温，其中的水蒸气冷凝，冷凝得到的水滴在波浪状导流板上凝聚成液流，并在导流板的导流作用下流至蓄热式冷凝器的冷凝液出口端，通过冷凝液导管流至回收槽中，实现水蒸气废气中的水分的回收和热量回收。

本申请中将导流板设置为波浪状，水蒸气废气在沿波浪状导流板流动过程中，波浪状导流板起到较强的扰流作用，使得水蒸气废气混匀，保证高温部分的水蒸气废气与蓄热式板体及时接触换热，以保证水蒸气废气中的热量被及时、彻底回收。被回收热量和水分的废气经过第一通道的侧壁上的气体出口流出。

所以，采用该种简单结构即可实现阵发性水蒸气废气中的热量和水分的及时回收。

同时，在第二通道内部的换热管内通入冷水，蓄热式板体向换热管中的冷水传热，将蓄热式板体内的热量传递给冷水，将冷水加热为热水，被加热后的热水可以为有效利用。实现了蓄热式板体内的热量的回收利用。而且，蓄热式板体向冷水传热，使得蓄热式板体的温度降低，有足够的空间来与水蒸气废气进行换热，以保证水蒸气废气的冷却效果。

优选的，所述导流板的每个板面均为平面结构。波浪状导流板的每个板面均为平面结构，具有更好的扰流效果，以保证水蒸气废气中的热量被及时传递给蓄热式板体。

进一步优选的，所述导流板的相邻板面之间的夹角为120°-170°。在该范围内，水蒸气废气降温后凝结的小水滴可以更好地附着在导流板上，并且更容易顺畅地沿着导流板流至蓄热式冷凝器的冷凝液出口端，以防止冷凝液与较高温度的废气接触，发生再次蒸发。

更进一步优选的，所述导流板的相邻板面之间的夹角为140°-160°。

进一步优选的，所述导流板在所述第一通道的与废气流动方向垂直的截面上的投影宽度与第一通道截面宽度的比为1:1.5-3。采用该种尺寸结构时，导流板在与废气的流动方向的垂直方向上占有较大的比例，可以对废气起到较大的截流作用，使废气中的凝结的水滴更充分地凝聚在导流板上。

进一步优选的，所述导流板与所述蓄热式板体平行设置。采用该种结构时，高温水蒸气废气在导流板与蓄热式板体之间发生较为均匀的扰流、换热、冷却凝结，以保证水蒸气废气冷却的均匀性。

更进一步优选的，所述导流板完全覆盖第一通道的截面。以便于将水蒸气废气拦截在导流板与蓄热式板体之间，以将水蒸气废气中的热量和水分充分回收。

优选的，所述蓄热式板体的材质为三水醋酸钠、石墨材料、碳酸钠、硫酸钠、石蜡等的一种或几种混合材料。

优选的，所述换热管与蓄热式板体接触设置。以利于蓄热式板体与换热管之间更好地换热。

进一步优选的，所述换热管为方形盘管。以提高与蓄热式板体的接触面积。

本实用新型的有益效果为：

进气管与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间，水蒸气废气通入蓄热式冷凝器后，水蒸气废气在波浪状导流板与蓄热式板体之间流动，具有较高温度的水蒸气废气于蓄热式板体之间进行传热，水蒸气废气降温，其中的水蒸气冷凝，冷凝得到的水滴在波浪状导流板上凝聚成液流，并在导流板的导流作用下流至蓄热式冷凝器的冷凝液出口端，通过冷凝液导管流至回收槽中，实现水蒸气废气中的水分的回收和热量回收。

本申请中将导流板设置为波浪状，水蒸气废气在沿波浪状导流板流动过程中，波浪状导流板起到较强的扰流作用，使得水蒸气废气混匀，保证高温部分的水蒸气废气与蓄热式板体及时接触换热，以保证水蒸气废气中的热量被及时、彻底回收。被回收热量和水分的废气经过第一通道的侧壁上的气体出口流出。

所以，采用该种简单结构即可实现阵发性水蒸气废气中的热量和水分的及时回收。

同时，在第二通道内部的换热管内通入冷水，蓄热式板体向换热管中的冷水传热，将蓄热式板体内的热量传递给冷水，将冷水加热为热水，被加热后的热水可以为有效利用。实现了蓄热式板体内的热量的回收利用。而且，蓄热式板体向冷水传热，使得蓄热式板体的温度降低，有足够的空间来与水蒸气废气进行换热，以保证水蒸气废气的冷却效果。

可将工业生产阵发性产生的大量水蒸气或其混合气体收集，避免无组织排放污染大气环境，同时，这些气体携带出大量的热能可回收利用，也回收了大量的水资源。

通过采用蓄能式节能冷凝器，将间歇、阵发性产生的工业废水蒸气回收，产生连续的能源，方便了能源的合理利用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型的一种水蒸气废汽冷凝回收装置的结构示意图。

其中，1、废气，2、进气管，3、蓄热式板体，4、蓄热式冷凝器，5、热水管道，6、换热管，7、冷水管道，8、回收槽，9、冷凝液导管，10、不凝气排放管道，11、导流板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，一种水蒸气废气冷凝回收装置，包括蓄热式冷凝器4和回收槽8，所述蓄热式冷凝器4包括壳体、蓄热式板体3、导流板11和换热管6，蓄热式板体3设置于壳体的中间截面上，将壳体分隔成第一通道和第二通道，第一通道的一端设置进气管2，为废气进口端，进气管2的一端与第一通道内部连通，另一端与废气源连接，第一通道的另一端设置所述回收槽8，为冷凝液出口端，第一通道的冷凝液出口端与回收槽之间通过冷凝液导管9连接，所述第一通道的侧壁靠近冷凝液出口端的位置设置有气体出口；蓄热式板体的材质为三水醋酸钠、石墨材料、碳酸钠、硫酸钠、石蜡等的一种或几种混合材料。

所述第一通道内设置有波浪状导流板11，导流板11的两端分别与壳体的废气进口端和冷凝液的出口端连接，且进气管2与壳体的连接端位于波浪状导流板11与蓄热式板体3之间；所述导流板11的每个板面均为平面结构，具有更好的扰流效果，以保证水蒸气废气中的热量被及时传递给蓄热式板,3。导流板的相邻板面之间的夹角为120°-170°，进一步为140°-160°，如可以为140°、145°、150°、155°、160°等，在该范围内，水蒸气废气降温后凝结的小水滴可以更好地附着在导流板11上，并且更容易顺畅地沿着导流板11 流至蓄热式冷凝器4的冷凝液出口端，以防止冷凝液与较高温度的废气接触，发生再次蒸发。导流板11在所述第一通道的与废气流动方向垂直的截面上的投影宽度与第一通道截面宽度的比为1:1.5-3(该处的第一通道截面宽度为与废气流动方向垂直的截面的宽度)，如可以为1:1.5、1:2、1:3，采用该种尺寸结构时，导流板11在与废气的流动方向的垂直方向上占有较大的比例，可以对废气起到较大的截流作用，该截流作用是对水蒸气废气进行拦截，使水蒸气废气流经导流板的每个板面，使废气中的凝结的水滴更充分地凝聚在导流板上。导流板11与所述蓄热式板体3平行设置。采用该种结构时，高温水蒸气废气在导流板 11与蓄热式板体3之间发生较为均匀的扰流、换热、冷却凝结，以保证水蒸气废气冷却的均匀性。导流板11完全覆盖第一通道的截面。以便于将水蒸气废气拦截在导流板与蓄热式板体之间，以将水蒸气废气中的热量和水分充分回收。

所述换热管6设置于第二通道内，换热管6的一端通过泵和冷水管道7与冷水源连接，另一端与热水管道5连接。换热管与蓄热式板体接触设置。以利于蓄热式板体3与换热管6 之间更好地换热。进一步的，换热管6为方形盘管。以提高与蓄热式板体3的接触面积。

具体的，为了保证冷凝液顺利流入回收槽8中，导流板11应竖向放置在壳体内，使得进气管2设置于蓄热式冷凝器4的第一通道的上端，冷凝液导管9设置于第一通道的下方，水蒸气废气自上流入第一通道内，经过热量回收和水分回收后，自第一通道的下方流出。冷凝液凝聚在导流板11上，并在导流板11的导流作用下向下流动，在回收槽8中收集。

进气管2与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间，水蒸气废气通入蓄热式冷凝器后，水蒸气废气在波浪状导流板与蓄热式板体之间流动，具有较高温度的水蒸气废气于蓄热式板体之间进行传热，水蒸气废气降温，其中的水蒸气冷凝，冷凝得到的水滴在波浪状导流板上凝聚成液流，并在导流板的导流作用下流至蓄热式冷凝器的冷凝液出口端，通过冷凝液导管流至回收槽中，实现水蒸气废气中的水分的回收和热量回收。

本申请中将导流板设置为波浪状，水蒸气废气在沿波浪状导流板流动过程中，波浪状导流板起到较强的扰流作用，使得水蒸气废气混匀，保证高温部分的水蒸气废气与蓄热式板体及时接触换热，以保证水蒸气废气中的热量被及时、彻底回收。被回收热量和水分的废气经过第一通道的侧壁上的气体出口流出。

所以，采用该种简单结构即可实现阵发性水蒸气废气中的热量和水分的及时回收。

同时，在第二通道内部的换热管内通入冷水，蓄热式板体向换热管中的冷水传热，将蓄热式板体内的热量传递给冷水，将冷水加热为热水，被加热后的热水可以为有效利用。实现了蓄热式板体内的热量的回收利用。而且，蓄热式板体向冷水传热，使得蓄热式板体的温度降低，有足够的空间来与水蒸气废气进行换热，以保证水蒸气废气的冷却效果。

将水蒸气及其水蒸气混合物气体间断导入到蓄能式节能冷凝器吸热程中，向蓄能式节能冷凝器中蓄能材料传热并储存，使水蒸气及其水蒸气混合物气体被冷凝，不凝气体得到净化排放；同时冷却水连续进入蓄能式节能冷凝器的放热程中，储存在蓄能材料中的能量连续释放，回收热能，产生高温热水。

具体的，收集到的锅炉定期排污阵发性的带有一定温度压力的除盐水(水汽混合物)，进入到蓄能式冷凝器4中，蓄能式冷凝器4中的蓄热材料间断地吸收水汽混合物放出的热能，冷凝水从蓄能式冷凝器4底部排出进入冷凝水回收槽8中，收集储存冷凝水。间接蓄能后的蓄能材料，连续地向冷却水提供热能并被冷却，冷却水连续进入蓄能式冷凝器4中，温度升高，产生热水后，从蓄能式冷凝器4送出，实现连续回收锅炉定期(间歇)排放带出的能量并回收水资源。

具体地，冶金行业焦化厂在水熄焦过程中，产生大量的含尘的水蒸气混合物废气，从熄焦塔排出，本实例是将从熄焦塔顶部收集到的阵发性的水蒸气混合物废气，进入到蓄能式节能冷凝器中，水蒸气混合物废气间断地向蓄能式节能冷凝器1中的蓄热材料提供热能，水蒸气大部分被冷凝，在蓄能式冷凝器4下部包括不凝气和冷凝水分离装置，不凝气从蓄能式冷凝器4中下面排出，冷凝水从蓄能式冷凝器4底部排出进入冷凝水回收槽8中，收集储存冷凝水。间接蓄能后的蓄能材料，连续地向冷却水提供热能并被冷却，冷却水连续进入蓄能式冷凝器4中，温度升高，产生热水后，从蓄能式冷凝器4送出，实现连续回收熄焦时从熄焦塔间歇排出的水蒸气混合物废气的能量，同时避免水蒸气混合物废气排入大气中污染环境并回收水资源。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：包括蓄热式冷凝器和回收槽，所述蓄热式冷凝器包括壳体、蓄热式板体、导流板和换热管，蓄热式板体设置于壳体的中间截面上，将壳体分隔成第一通道和第二通道，第一通道的一端设置进气管，为废气进口端，进气管的一端与第一通道内部连通，另一端与废气源连接，第一通道的另一端设置所述回收槽，为冷凝液出口端，第一通道的冷凝液出口端与回收槽之间通过冷凝液导管连接，所述第一通道的侧壁靠近冷凝液出口端的位置设置有气体出口；

所述第一通道内设置有波浪状导流板，导流板的两端分别与壳体的废气进口端和冷凝液的出口端连接，且进气管与壳体的连接端位于波浪状导流板与蓄热式板体之间；

所述换热管设置于第二通道内，换热管的一端通过泵与冷水源连接，另一端与热水管道连接。

2.根据权利要求1所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板的每个板面均为平面结构。

3.根据权利要求2所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板的相邻板面之间的夹角为120°-170°。

4.根据权利要求3所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板的相邻板面之间的夹角为140°-160°。

5.根据权利要求4所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板在所述第一通道的与废气流动方向垂直的截面上的投影宽度与第一通道截面宽度的比为1:1.5-3。

6.根据权利要求1所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板与所述蓄热式板体平行设置。

7.根据权利要求6所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述导流板完全覆盖第一通道的截面。

8.根据权利要求1所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述蓄热式板体的材质为三水醋酸钠、石墨材料、碳酸钠、硫酸钠或石蜡。

9.根据权利要求1所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述换热管与蓄热式板体接触设置。

10.根据权利要求9所述的水蒸气废气冷凝回收装置，其特征在于：所述换热管为方形盘管。